Facultad de Ciencias Naturales y Exactas

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Browsing Facultad de Ciencias Naturales y Exactas by Author "Navarrete Albornoz, Camilo"

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    Lessonia spicata (Ochrophyta) como organismo modelo para el estudio de respuestas integradas al cambio climático en holobiontes
    (Universidad de Playa Ancha Ciencias de la Educación, 2025) Navarrete Albornoz, Camilo; Celis Plá, Paula; Molina Trincado, Verónica; Lavergne, Céline; Facultad de Ciencias Naturales y Exactas
    El cambio climático global, impulsado por el aumento sostenido de gases de efecto invernadero (GEI), está generando alteraciones profundas en los ecosistemas marinos costeros, especialmente en regiones templadas del hemisferio sur. Entre los estresores ambientales más relevantes se encuentran el incremento de la radiación solar, incluyendo tanto la radiación fotosintéticamente activa (PAR) como la ultravioleta (UV-A y UV-B), y el aumento progresivo de la temperatura oceánica, ambos con consecuencias directas sobre organismos sésiles como las macroalgas pardas. Estas especies, además de su relevancia ecológica como ingenieras de hábitat, representan excelentes modelos biológicos para estudiar respuestas al cambio climático. En este contexto, la presente tesis doctoral evaluó las respuestas ecofisiológicas, moleculares, bioquímicas y microbianas asociadas al alga Lessonia spicata, bajo escenarios controlados que simularon las condiciones proyectadas para las próximas décadas. El primer objetivo abordó el efecto estacional de la radiación solar, simulando en condiciones de laboratorio los niveles de PAR, UVA y UVB característicos de las cuatro estaciones del año. Se observó una clara capacidad de fotoaclimatación, destacándose la condición de primavera por presentar mayores tasas fotosintéticas (ETRmax), aumentos en la concentración de pigmentos clave (clorofila a, fucoxantina) y una menor acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS). A nivel molecular, esta condición también indujo una regulación positiva en la expresión de genes asociados a la fotosíntesis y el metabolismo energético, como psaA, chlB, petF y rbcL, indicando una respuesta integrada que le permite mantener su funcionalidad fotosintética ante distintos niveles de radiación. En base a estos resultados, el segundo objetivo evaluó el efecto de un aumento sostenido de temperatura (+3 °C) sobre individuos expuestos previamente a las condiciones lumínicas de primavera. Se compararon dos tratamientos térmicos (15 °C y 18 °C), representando condiciones actuales y proyectadas para fines de siglo según el escenario SSP2 4.5 del IPCC. Los resultados mostraron un deterioro significativo en el desempeño fisiológico de L. spicata a 18 °C, con disminución del rendimiento x fotosintético (Fv/Fm), reducción de pigmentos fotosintéticos, aumento del daño oxidativo y pérdida de capacidad antioxidante, lo que evidencia una baja tolerancia térmica sostenida de la especie. Finalmente, el tercer objetivo incorporó el análisis del microbioma epifito de L. spicata, utilizando el mismo diseño experimental de incremento de temperatura (in situ, 15 °C y 18 °C). La estructura microbiana cambió significativamente con la temperatura. Se observó una pérdida de diversidad y un recambio en la composición comunitaria, destacando la disminución de la actividad de bacterias epífitas con funciones beneficiosas y el aumento relativo de géneros oportunistas, como Vibrio sp., particularmente a 18 °C. Estos cambios sugieren una posible disbiosis inducida por el estrés térmico, que podría debilitar la interacción hospedador-microbiota y amplificar los efectos negativos del calentamiento sobre la especie. En conjunto, los resultados de esta tesis indican que L. spicata presenta una plasticidad fenotípica y fisiológica frente a los estresores derivados del cambio climático. Si bien logra aclimatarse a distintos regímenes de radiación estacional, su capacidad para tolerar un aumento térmico sostenido es limitada, tanto a nivel funcional como simbiótico. Esta plasticidad le permite ajustar ciertos procesos fotosintéticos y bioquímicos en el corto plazo, pero sus límites se hacen evidentes cuando el estrés se mantiene o intensifica, lo que sugiere que la resiliencia de la especie depende de la interacción entre la magnitud del estresor y la duración de la exposición. Dado su rol ecológico central en los ecosistemas de bosques de macroalgas, cualquier debilitamiento fisiológico o ecológico de esta especie podría desencadenar efectos negativos en cascada sobre la biodiversidad marina. Finalmente, los indicadores analizados eficiencia fotosintética, expresión génica, acumulación de ROS, concentración de pigmentos y estructura del microbioma epífito se proponen como herramientas relevantes para el monitoreo ambiental y la gestión adaptativa de ecosistemas marinos templados, posicionando a L. spicata como un modelo clave para el estudio de holobiontes frente al cambio climático. xi Palabras clave: Lessonia spicata; cambio climático, antioxidantes; resiliencia ecológica; holobionte.